Курсовой проект по дисциплине Специальные вопросы проектирования магистральных эп свн
 Скачать 1.17 Mb.
|
|
Вариант 3 Капиталовложения в строительство ЛЭП 500 кВ: Базисные показатели стоимости опор с оттяжками на первом участке: Базисные показатели стоимости опор с оттяжками на втором участке: Суммарные капиталовложения в ЛЭП: Капиталовложения в РУ: Капиталовложения в трансформаторное оборудование: Трансформаторы на электростанции: Трансформаторы связи на электростанции: Трансформаторы на промежуточной подстанции: Трансформаторы связи с приемной системой: Суммарное капиталовложение в трансформаторное оборудование: Капиталовложения в дополнительное оборудование: На промежуточной подстанции установлено: 3х3хРОМБС-60000/787/3. Базовая стоимость каждого составляет: 43700 тыс. руб. Тогда суммарные капиталовложения в дополнительное оборудование: Суммарные капиталовложения в подстанцию: Суммарные капиталовложения: Годовые потери электроэнергии: Значения мощностей из таблицы 7. Издержки на обслуживание и ремонт: Эксплуатационные расходы за каждый год: Расчет дисконтированных затрат приведен в таблице ниже. Таблица 27. Дисконтированные затраты для варианта №3
Сравнение полученных значений дисконтированных затрат: Вывод: по результатам технико-экономического сравнения более экономичным оказался вариант №3. В проекте рассматриваются характерные установившиеся режимы работы электропередачи: нормальные режимы (наибольшей и наименьшей передаваемой мощности), а также наиболее тяжелый послеаварийный режим. Для указанных рабочих режимов выполняются расчеты по оптимизации режимных параметров при соблюдении всех режимно-технических ограничений. Целью расчётов являются: выбор экономически обоснованной установленной мощности компенсирующих устройств; обеспечение требований по регулированию напряжения у потребителей промежуточной подстанции. Расчеты режимов проводятся с использованием схемы замещения электропередачи, в которую участки линий вводятся П-образными схемами замещения с учетом распределенности параметров тех линий, длина которых превосходит 250 км. Все установленное силовое оборудование учитывается соответствующими схемами замещения. В проектных расчетах режимов ВЛ СВН принимаются следующие допущения: распределение напряжения по длине линии в режимах холостого хода (одностороннего включения) и малых нагрузок считается соответству-ющим идеализированной ВЛ; активные сопротивления проводов вычисляются с введением поправки на среднемесячные температуры воздуха; потери мощности при коронировании проводов учитываются как сосредоточенные отборы мощности на концах участков электропередачи; потерями активной мощности намагничивания трансформаторов и шунтирующих реакторов пренебрегают. Расчет режима наибольшей передаваемой мощности. Определение целесообразного перепада напряжения на концах головного участка электропередачи С целью уменьшения потерь активной мощности в рассматриваемом режиме желательным является обеспечение возможно более высоких значений напряжения в промежуточных и узловых точках электропередачи, ограниченных наибольшим рабочим напряжениям электрооборудования и высшим длительно допустимым напряжением для проводов по условиям исключения общего коронирования проводов. Наибольшее расчетное напряжение на шинах электростанции 500 кВ рекомендуется принимать равным 525 кВ. Наибольшие расчетные напряжения на шинах промежуточной подстанции и шинах приемной подстанции системы должны быть ниже наибольших рабочих на 1 % для сетей 500. Таким образом, напряжение на шинах промежуточной подстанции и подстанции системы не должно превышать 520 кВ [3]. Задача расчетов режима наибольшей передаваемой мощности состоит в отыскании экономически целесообразного отношения значений перепада напряжения в начале и конце головного участка электропередачи. Такому перепаду соответствуют наименьшие дисконтированные затраты. В затратах учитываются капитальные вложения в дополнительно устанавливаемые компенсирующие устройства (КУ) на промежуточной подстанции, издержки на амортизацию, ремонт и обслуживание КУ, а также затраты на возмещение потерь электроэнергии при ее передаче потребителям промежуточной подстанции и потребителям приемной системы и потерь в КУ. Методика нахождения оптимального перепада напряжения на головном участке электропередачи заключается в задании ряда значений перепада напряжения (k) и расчете режимных параметров для каждого значения перепада. По балансу реактивной мощности находятся мощности компенсирующих устройств на промежуточной подстанции, потери энергии в линиях и компенсирующих устройствах и определяются дисконтированные затраты, соответствующие данному значению перепада напряжения. В случае, если передаваемая в рассматриваемом режиме мощность , то первый расчет делается при одинаковых напряжениях на концах первого участка . Затем напряжение снижают ступенями примерно по 5 кВ. Наименьшее возможное значение напряжения определяется нижней границей диапазона устройства регулирования под нагрузкой (РПН) автотрансформатора, а также условиями поддержания напряжения на выводах обмоток низшего напряжения установленными источниками реактивной мощности. Для каждой ступени рассчитываются дисконтированные затраты, строится зависимость и находится точка минимума этой кривой. В случае, когда передаваемая мощность , то начальный расчет целесообразно выполнять при несколько сниженных значениях напряжения по концам первого участка по сравнению с вплоть до (при увеличенной длине участка). В дальнейшем расчеты ведутся аналогично. После нахождения оптимального значения следует найти расположение промежуточной точки на линии, в которой установится максимальное значение напряжения; определив это значение, проводят проверку отсутствия общего коронирования проводов и недопустимых радиопомех. Следует отметить, что не во всех случаях удается найти точку минимума кривой . Ее положение зависит от длины линии и передаваемой мощности, и она может быть расположена за границей допустимых значений напряжения. Поэтому в этих случаях значение напряжения и мощность КУ определяются по найденным наименьшим затратам. После нахождения минимальных дисконтированных затрат можно выделить диапазон равно-экономичных перепадов напряжения, соответствующий увеличению затрат на 5 % по сравнению с минимальными затратами. Внутри этого диапазона выбирается целесообразное значение перепада на основании решения вопроса о выбираемой установленной мощности КУ. Нарисуем схему замещения электропередачи (рис. 28). Рис.28. Схема замещения электропередачи Определим параметры П-образной схемы замещения электропередачи. Первый участок электропередачи. Волновые параметры ЛЭП (п.2.4.2): Второй участок электропередачи Волновые параметры ЛЭП: Базисная мощность: Передаваемая по одной цепи активная мощность в долях от базисной: В качестве примера проведем расчет режимных параметров для перепада между напряжениями по концам первого участка ЛЭП равного: Активная мощность в начале линии с учетом активной проводимости : Угол между напряжениями по концам линии на первом участке: По найденному значению угла находим реактивную мощность в начале линии (до продольного сопротивления и после учета эквивалентной зарядной мощности): Реактивная мощность в начале линии: Потери мощности в продольном сопротивлении первого участка: Полная мощность после продольного сопротивления участка: Полная мощность в конце линии с учетом зарядной мощности и активной проводимости: Активная мощность в начале второго участка ЛЭП с учетом отбора мощности на промежуточной ПС: Далее аналогичным образом рассчитаем параметры режима на втором участке: Промежуточная подстанция. Мощность, протекающая по обмотке высшего напряжения АТ на промежуточной ПС (число и параметры АТ из п.2.5.3.2): Потери реактивной мощности в обмотке высшего напряжения АТ: Получили необходимую потребителям промежуточной ПС мощность. Напряжение средней точки: Мощность, протекающая по СН: Реактивное сопротивление средней обмотки равно нулю, активным сопротивлением пренебрегли, поэтому: Мощность, протекающая по НН: Потери реактивной мощности в обмотке низшего напряжения АТ: Приемная система. Мощность, протекающая по обмотке АТ связи с приемной системой: Потери реактивной мощности в обмотке высшего напряжения АТ: Мощность, стекающая в систему: Значение реактивной мощности, требуемой системе: Потери активной мощности в БСК составляют примерно 0,3% от его установленной мощности, и они зависят только от времени включения БСК в течение года, для УШР аналогично – 0,3%. Принимается . Капиталовложения в установку ку: Годовые потери электроэнергии: Издержки на обслуживание и ремонт: Приведенные затраты, требуемые для установки необходимого количества КУ с целью поддержания заданного перепада напряжения на первом участке электропередачи: Затем снижаем напряжение ступенями примерно по 5 кВ. Для каждой ступени рассчитываются дисконтированные затраты, строится зависимость . Определим границы возможных напряжений на ПС: Верхняя граница соответствует = 525 кВ [3]. Нижняя определяется регулировочным диапазоном РПН АТ на ПС. Для АОДЦТН – 167000/500/330 регулирование на стороне СН осуществляется за счет РПН . В режиме наибольших нагрузок на стороне СН необходимо поддерживать напряжение, равное [7]. Предельное число ответвлений: Предельное значение напряжения на шинах СН, приведенное к стороне ВН: Число желаемых ответвлений РПН: Напряжение на стороне СН: Мощность, протекающая по НН с учетом потерь: Желаемое напряжение на шинах низшего напряжения: Напряжение на низшей стороне, приведенное к высшему: Диапазон регулирования ЛРТ на стороне НН . Таким образом, можно сделать вывод о достаточности диапазонов РПН и ЛРТ в режиме наибольшей передаваемой мощности для регулирования напряжения до желаемого уровня. Для определения минимальных затрат, соответствующих оптимальному перепаду напряжения, необходимо построить зависимость . Результаты расчетов сведены в таблицы 28-31, зависимость изображена на рисунке 29. Таблица 28. Результаты расчетов параметров режима для первого участка электропередачи
Таблица 29. Результаты расчетов параметров режима для второго участка электропередачи
Таблица 30. Результаты расчетов параметров режима для промежуточной ПС и системы
Таблица 31. Результаты расчетов затрат для электропередачи
Рис.29. Зависимость дисконтированных затрат от напряжения перепада напряжения З=f(Uпс) Из приведенного выше графика видно, что наименьшие дисконтированные затраты при наибольшем расчетном напряжении и соответствующем коэффициенте перепада напряжения Построим эпюры распределения напряжения на участках электропередачи, соответствующие реальной линии. Эпюру распределения напряжения для первого участка построим по данным начала линии. Наибольшая передаваемая мощность в начале первого участка: Реактивная мощность в начале первого участка: Эпюра напряжения вдоль первого участка по данным начала линии: Рис.30. Распределение напряжения вдоль первого участка электропередачи в режиме наибольшей передаваемой мощности Получаем, что напряжения в промежуточных точках первого участка электропередачи не превышают допустимого значения 525 кВ. Эпюра реактивной мощности вдоль первого участка: Рис.31. Распределение реактивной мощности вдоль первого участка электропередачи в режиме наибольшей передаваемой мощности Эпюру распределения напряжения для второго участка построим по данным начала линии. Наибольшая передаваемая мощность в начале второй линии: Реактивная мощность в начале второй линии: Эпюра напряжения вдоль второго участка (рис.30): Рис.32. Распределение напряжения вдоль второго участка электропередачи в режиме наибольшей передаваемой мощности Эпюра реактивной мощности вдоль второго участка: Рис.33. Распределение реактивной мощности вдоль первого участка электропередачи в режиме наибольшей передаваемой мощности Определим коэффициент мощности генераторов передающей станции. Местная нагрузка1: Мощность в начале линии: т.е. к электростанции стекает избыток реактивной мощности. Тогда, руководствуясь требованиями [7] необходимо не только компенсировать всю избыточную реактивную мощность, но и обеспечить выдачу реактивной мощности во всех возможных режимах не менее 100 Мвар для каждого турбогенератора. Мощность за трансформаторами генераторов: Однако, в соответствии с текстом выше, требуемая реактивная мощность турбогенераторов КЭС – 1000 Мвар. Тогда требуемая мощность генераторов: Необходимая мощность реактора на шинах ЭС: Мощность за трансформаторами генераторов в этом случае: Нагрузочные потери полной мощности в трансформаторах электростанции: Значение полной мощности, выдаваемое генераторами: Расчеты показали, что турбогенераторы КЭС выдают в режиме НБ 100 Мвар реактивной мощности, и работают с коэффициентом мощности, равным , в положительном квадранте реактивной мощности. Произведем регулирование уровней напряжения на шинах среднего и низшего напряжения промежуточной подстанции. В режиме наибольших нагрузок на стороне СН необходимо поддерживать напряжение, равное . Желаемое напряжение на шинах среднего напряжения: Диапазон регулирования устройства РПН на стороне СН . Желаемое число ответвлений: Действительное значение напряжения на шинах СН: Мощность, протекающая по НН с учетом потерь: Желаемое напряжение на шинах низшего напряжения: Напряжение на низшей стороне, приведенное к высшему: Диапазон регулирования ЛРТ на стороне НН . Таким образом, можно сделать вывод о достаточности диапазонов РПН и ЛРТ в режиме наибольшей передаваемой мощности для регулирования напряжения до желаемого уровня. Необходимые компенсирующие устройства для обеспечения баланса реактивной мощности в сети приведены в таблице ниже. Таблица 32. Мощность КУ по результатам расчета режима НБ
Вывод: проведенный расчет позволил определить целесообразный перепад напряжения на концах головного участка электропередачи для режима наибольшей передаваемой мощности, при котором: - выбрать напряжение промежуточной подстанции, при котором не понадобится дополнительно устанавливать КУ в середину линии; - диапазон регулирования напряжения на шинах СН и НН промежуточной ПС позволяет реализовать желаемый уровень напряжения; - турбогенераторы КЭС могут выдать 100 Мвар реактивной мощности, и они работают с коэффициентом мощности, равным , в положительном квадранте реактивной мощности. |